Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антонова Екатерина Петровна

Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих
<
Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Антонова Екатерина Петровна. Антиоксидантные ферменты у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации млекопитающих: диссертация ... кандидата Биологических наук: 03.03.01 / Антонова Екатерина Петровна;[Место защиты: Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук].- Сыктывкар, 2016

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературы 10

1.1. Антиоксидантная система и ее роль в адаптациях млекопитающих к изменяющемуся уровню кислорода в среде 10

1.1.1. Антиоксидантная защита тканей при гибернации у мелких млекопитающих 20

1.1.2. Антиоксидантная система у ныряющих млекопитающих 25

1.1.3. Роль антиоксидантной системы в адаптациях подземно-роющих млекопитающих 29

1.2. Эколого-физиологические особенности мелких млекопитающих 30

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 38

2.1. Экспериментальные животные 38

2.2. Определение активности супероксиддисмутазы 41

2.3. Определение активности каталазы 42

2.4. Определение количества белка 43

2.5. Статистическая обработка результатов исследования 46

ГЛАВА 3. Результаты исследования 47

3.1. Активность антиоксидантных ферментов у гибернирующих летучих мышей 47

3.2. Активность антиоксидантных ферментов у млекопитающих (Rodentia, Insectivora) различного экогенеза 52

3.2. Возрастные изменения активности антиоксидантных ферментов у полуводных и сухопутных насекомоядных и грызунов

ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследования 60

4.1. Активность антиоксидантных ферментов у летучих мышей во время гибернации 60

4.2. Активность антиоксидантных ферментов у полуводных, подземно-роющих и сухопутных насекомоядных и грызунов 65

4.3. Онтогенетические изменения антиоксидантной защиты тканей у насекомоядных и грызунов 70

4.4. Влияние различных факторов на активность антиоксидантных ферментов у млекопитающих 73

Заключение 82

Выводы 86

Список сокращений 87

Список литературы

Антиоксидантная защита тканей при гибернации у мелких млекопитающих

Переход млекопитающих из наземной среды обитания в водную, сопровождается многочисленными морфологическими, физиологическими и биохимическими компенсаторными изменениями (Галанцев и др., 1994; Hochachka, Somero, 2002; MacArthur et al., 2001; Noren et al., 2008). Формирование адаптаций к нырянию происходит на разных уровнях организации, первоначальными являются анатомо-морфологические приспособления, далее физиологические, и лишь потом появляются биохимические, когда организм не может справиться с возникшими трудностями. Известно, что АОФ активируются как при избытке, так и при недостатке кислорода. Стратегия защиты от потенциально возможного окислительного стресса, связанного с гипоксией-реоксигенацией при нырянии, включает у вторичноводных млекопитающих повышение активности АОФ в тканях жизненно важных органов (Коваленко, Молчанов, 2001).

Большинство исследований об участии АОС в адаптациях ныряющих млекопитающих посвящено крупным морским млекопитающим – китообразным (Noren et al., 2000; Cant-Medelln et al., 2011) и различным видам тюленей (Elsner et al., 1998; Fuson et al., 2003; Wilhelm Filho et al., 2002; Vzquez-Medina et al., 2007; Vzquez-Medina et al., 2011 Vzquez-Medina et al., 2012).

У морских млекопитающих после ныряния происходит реперфузия органов, с первым вдохом пополняются запасы O2 и АТФ, при этом увеличивается генерация АФК и, следовательно, повышается риск возникновения окислительного стресса (Fridovich, 1998; Davis, 2014). Продолжительное воздействие ишемии на ткани во время погружения может привести к накоплению гипоксантина (ГКс) и ксантина (Кс) в результате ферментативного катаболизма АТФ (Elsner et al., 1998). Во время реперфузии, ксантиноксидаза катализирует окисление ГКс и Кс, снижая концентрацию O2 и увеличивая генерацию О2– и H2O2 (Lipton, 1999; Hermes-Lima, 2004). Во время ишемии происходит накопление электронов в электрон-транспортной цепи приводя к увеличению формирования О2– (Kevin et al., 2005). Эндогенная антиоксидантная защита, как ферменты, так и низкомолекулярные антиоксиданты, способствует предотвращению повреждений в клетках и тканях (Kevin et al., 2005; Halliwell, Gutteridge, 2007). Исследования на кольчатой нерпе показали, что при ишемии в почках накапливается гипоксантин (Elsner et al., 1998) и во время реперфузии увеличивается продукция O2–, что компенсируется повышенной антиоксидантной способностью (Zenteno-Savn et al., 2002).

Известно, что морские ныряющие млекопитающие характеризуются более высоким базальным уровнем генерации АФК в тканях по сравнению с наземными видами (Wilhelm Filho et al., 2002; Cant-Medelln et al., 2011). В исследовании N. Cant-Medelln и соавторов (2011) было обнаружено, что различия в стратегии ныряния (продолжительность и глубина погружения) отражаются на продукции О2– и уровне антиоксидантов. Образование О2– и общий уровень GSH были выше, а активность СОД – ниже в тканях морских ныряльщиков с наибольшей продолжительностью погружения, чем у видов с короткими поверхностными ныряниями. Высокая активность СОД в тканях афалин по сравнению с кашалотами может привести к увеличению производства Н2О2, которая, в свою очередь, влечёт за собой серию каскадных реакций ПОЛ (Fridovich, 1998). Возможно, окисление липидов играет важную роль в индукции пути Keap1-Nrf2 (Kelch-like ECH-associated protein 1 – nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2), ответственного за активацию антиоксидант-респонсивного элемента (ARE)-опосредованной транскрипции гена во время окислительного стресса (Van Muiswinkel, Kuiperij, 2005; Uchida, 2007). Полагают (Cant-Medelln et al., 2011), что генерация АФК (в частности, H2O2) в тканях афалины и окисление липидных молекул действует как механизм сигналинга, через Keap1-Nrf2 путь, для активации антиоксидантных генов с целью защиты тканей от потенциального окислительного стресса, связанного с ишемией-реперфузией при нырянии. Однако возможен и другой вариант – у морских млекопитающих АФК способствуют активации HIF-1 во время ишемии вызванной погружением (Johnson et al., 2004; Bi et al., 2015).

Продукция GSH быстрая и менее энергозатратная, чем синтез фермента (Halliwell, Gutteridge, 1999), возможно, поэтому высокие уровни GSH наблюдаются в тканях животных, подвергающихся изменениям содержания кислорода при нырянии, гибернации и эстивации (Vzquez-Medina et al., 2007). Другие исследования (Haddad, 2002) предполагают, что GSH-связанный метаболизм играет ключевую роль в контроле не гипоксической активации HIF-1. Известно, что экспрессия ГПО или каталазы, но не СОД, предотвращает гипоксическую стабилизацию HIF-1 (Brunelle et al., 2005). Эти результаты обеспечивают генетические доказательства, что кислородная чувствительность зависит от генерации митохондриями АФК, в особенности H2O2. Эта молекула считается медиатором в сигнальном пути экспрессии гена эритропоэтина. Продукция основного регулятора эритропоэза – эритропоэтина – почками и печенью увеличивается в ответ на снижение гематокрита, артериальную гипоксемию или повышение сродства гемоглобина к кислороду (Ratcliff et al., 1998).

Изучению АОС полуводных млекопитающих посвящено значительно меньше внимания (Галанцев и др., 1994; Илюха, 1995; Hindle et al., 2009). Влияние кратковременного гипоксического воздействия на крыс и ондатр имеет ряд принципиальных отличий. Так, было установлено (Martin et al., 2002), что в почках у крыс, содержавшихся при пониженной концентрации О2 (5-6%) в течение 25 минут, наряду с повышением активности СОД, усиливается экспрессия генов цитоплазматической СОД, каталазы и глутатионредуктазы. В исследовании В. П. Галанцева и коллег (Галанцев и др., 1994) отмечается, что ПОЛ в сердце у крыс имеет тенденцию к усилению при брадикардии, вызванной задержкой дыхания, а у ондатр, наоборот, уменьшается на 30%, активность каталазы при этом у последних увеличивается почти в 2 раза. В результате у адаптированных к водному образу жизни млекопитающих тканевая гипоксия развивается в более поздние сроки, чем у неадаптированных видов. В отличие от крыс, у ондатр при задержке дыхания в ткани сердца увеличивается содержание как лактата, так и пирувата, соотношение лактат/пируват при этом не изменяется. По мнению исследователей (Галанцев и др., 1994), это свидетельствует об активации как анаэробных, так и аэробных путей получения энергии в сердце у природно-адаптированных к гипоксии-реоксигенации животных.

В литературе встречается мало экспериментальных данных, характеризующих антиоксидантную систему ныряющих насекомоядных. Тем не менее, в работах Hindle и соавторов (2010) на двух симпатрических видах землероек было показано, что в скелетной мышце активность каталазы оказалась выше в 2 раза у ныряющей бурозубки (Sorex palustris), однако активность ГПО была в три раза выше у короткохвостой землеройки (Blarina brevicauda), уровень СОД был соизмерим у двух видов. Кроме того, авторами было зарегистрировано, что в мышцах у водяной бурозубки содержание маркеров окислительного стресса было ниже, чем у наземной бурозубки, без относительного увеличения антиоксидантной способности (Hindle et al., 2010). Вероятно, что это может быть связано с повышенным содержанием миоглобина в мышцах водяной бурозубки по сравнению с короткохвостой землеройкой (Gusztak, 2008; Stewart et al., 2005). Помимо того, что миоглобин участвует в запасании кислорода, он обладает прямыми антиоксидантными свойствами (Flgel et al., 2004).

Определение активности каталазы

Лабораторные крысы Wistar содержались в стандартных помещениях вивария ПетрГУ площадью 25 м2 в клетках размером 44х25х62 см при температуре 22±2С. Изъятие летучих мышей проводили в начале зимней спячки (конец ноября) и в период глубокой спячки (февраль-март) на зимовках в Республике Карелия (61-63 с.ш., 30-36 в.д.) по Разрешениям Управления охотничьего хозяйства РК (№№ 0002-2010, 0001-2011, 00008-2013). Отловленных рукокрылых помещали в холод (-4 С) на сутки, после производили декапитацию и отбор образцов у спящих животных (стадия баута не определялась). Самцы и самки ондатр (п=23) были отловлены в осенний период (15-17 октября 2011 г.) на оз. Миккельское в окрестностях п. Эссойла (Карелия). Остальные животные отловлены в природе на Каскеснаволоцком стационаре Института биологии КарНЦ РАН в 2010 - 2015 гг.

Работа выполнена с соблюдением международных принципов Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным, принципов гуманности, изложенных в директиве Европейского Сообщества (86/609/ЕС), «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных», «Биоэтических правил проведения исследований на человеке и животных».

В настоящем исследовании не было выявлено достоверных различий между полами по изученным показателям, поэтому результаты для обоих полов были объединены для будущего анализа. Образцы тканей печени, почек, сердца, легких и скелетной мышцы исследованных животных отбирали после декапитации, замораживали и хранили до проведения анализа при -25С. Для определения активности антиоксидантных ферментов гомогенаты тканей готовили в 0,05 М фосфатном буферном растворе (рН=7,0), после чего центрифугировали при 6000g в течение 15 мин. 2.2. Определение активности супероксиддисмутазы

Активность супероксиддисмутазы исследовали модифицированным адренохромным методом (Misra, Fridovich, 1972). Спектрофотометрический метод определения активности СОД основан на способности фермента ингибировать реакцию автокисления адреналина в адренохром. 50% торможения этого процесса соответствует одной условной единице (у.е.) активности СОД.

Содержит 0,3 М карбоната и 4,5х10–2 М гидрокарбоната натрия. Кроме того, в буфер вводят ЭДТА – 3х10–4 М. 31,8 г Na2CO3, 3,78 г NaНCO3 и 0,0876 г ЭДТА взвешивают на аналитических весах, количественно переносят дистиллированной водой в мерную колбу на 1 л. После растворения объем доводят до метки и раствор тщательно перемешивают. Хранят буферный раствор на холоду. 2. 5,5х10–3М раствор адреналина. 0,1007 г адреналина взвешивают на аналитических весах, переносят в мерную колбу на 25 мл, растворяют, добавляя 5 мл 0,1 н HCl, а затем доводят дистиллированной водой до метки. Раствор тщательно перемешивают. 0,1 н HCl готовят из концентрированного раствора соляной кислоты. Для этого под тягой 8,2 мл 37,3% раствора HCl (уд. м. 1,185) переносят количественно в мерную колбу на 1 л, осторожно доливают до метки дистиллированную воду, перемешивают и переливают в бутыль с притертой пробкой.

Оптическую плотность раствора определяют на спектрофотометре СФ-46 при длине волны 480 нм (лампа накаливания), при температуре 25С в кювете на 10 мм. Щель прибора устанавливают по воде. В кювету наливают 2,5 мл буферного раствора и 0,025-0,100 мл супернатанта (торможение реакции автоокисления должно находиться в пределах 20-70 %). После этого в смесь вносят 0,2 мл раствора адреналина, осторожно перемешивают стеклянной палочкой и устанавливают начальную экстинкцию – ЕСОД1. Через 1 мин измеряют нарастание оптической плотности – ЕСОД2. В контрольные пробы вместо супернатанта вносят воду.

Активность СОД рассчитывают по формуле: А=([ln[(ЕСОД2–ЕСОД1)/(ЕСОД2к–ЕСОД1к)]/ln(0,5)] 2/V)/ m, где А – активность СОД, у.е./г ткани, ЕСОД1к – начальная экстинкция контрольной пробы, ЕСОД2к – экстинкция контрольной пробы через 1 мин, V – объем вносимого супернатанта (мл), m – навеска ткани (г), 0,5 - изменение экстинкции, соответствующее 1 у. е. активности фермента, 2 - объем фосфатного буфера для приготовления гомогената. Удельную активность СОД рассчитывают на 1 мг белка.

Активность каталазы определялась спектрофотометрическим методом Beers, Sizes (1952), который основан на способности фермента разлагать перекись водорода с образованием кислорода и воды. При этом регистрируется уменьшение поглощения при длине волны 240 нм. Разница в поглощении в каждую единицу времени является мерой активности каталазы.

Приготовление реактивов 1. 0,05 М фосфатный буферный раствор (рН 7,4) 2. Рабочая смесь. Готовят непосредственно перед определением, смешивая фосфатный буфер (100 мл) и 30% раствор перекиси водорода (0,1-0,2 мл), с учетом того, что показания СФ должны находиться в пределах 0,4 – 0,5. Ход определения

В спектрофотометрическую кювету на 10 мм наливают 2,5 мл рабочей смеси и 0,05 мл супернатанта, быстро перемешивают стеклянной палочкой и немедленно измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 240 нм (лампа дейтериевая) и температуре 25oС. Щель прибора устанавливают по воде. Повторяют измерение экстинкции раствора точно через 1 мин.

Активность антиоксидантных ферментов у млекопитающих (Rodentia, Insectivora) различного экогенеза

В рассматриваемой нами группе представлены млекопитающие, различающиеся как по систематической принадлежности, так и по особенностям экологических условий обитания – природно-адаптированные к гипоксии-реоксигенации (полуводные, подземно-роющие) и неподвергающиеся смене кислородных условий (сухопутные) виды. У изученных животных выявлены общие, свойственные другим млекопитающим, закономерности распределения активности СОД и каталазы в органах (Marklund, Karlsson, 1990): максимальная активность данных ферментов обнаружена, как правило, в печени, минимальная в легких. Однако, несмотря на общее межорганное сходство, абсолютные значения изучаемых показателей различались.

В нашей работе изучение ферментов системы антиоксидантной защиты выявило ряд отличий ныряющих от сухопутных видов млекопитающих (Рис. 7).

Было обнаружено, что у полуводных грызунов (водяная полевка, ондатра, европейский бобр) уровень удельной активности СОД выше в печени, почках и сердце по сравнению с лабораторной крысой (Рис. 7). Очевидно, что это связано с усиленным образованием супероксида в тканях ныряльщиков, поскольку известно, что активность фермента изменяется в ответ на изменение концентрации своего субстрата. По сравнению с другими изученными видами у ондатры в указанных органах наблюдалась самая высокая активность СОД, при этом в легких – самая низкая. В сердце выявлены значительные различия (p 0.01) в активности СОД между наземной крысой и всеми полуводными видами. Однако в скелетных мышцах исследованных видов грызунов не обнаружено достоверных межвидовых различий (Рис. 7).

Удельная активность другого ключевого антиоксидантного фермента – каталазы – была выше почти во всех органах у полуводных видов грызунов по сравнению с крысой, исключением являлись печень и сердце водяной полевки (Рис. 8).

Самая высокая удельная активность каталазы выявлена в печени, почках, сердце и скелетной мышце у бобра по сравнению с теми же тканями других изученных видов (Рис. 8). Активность каталазы в легких была выше у ондатры по сравнению с крысой и водяной полевкой. Отмеченная наряду с повышенной активностью каталазы в печени бобра и легких ондатры (Рис. 8) относительно низкая активность СОД в указанных органах (Рис. 7) свидетельствует о наличии других источников перекиси водорода. В сердце наибольшая активность каталазы выявлены у ондатры и бобра, в то время как в скелетной мышце высокая активность обнаружена у бобра и водяной полевки.

В отличие от грызунов у представителей отряда Insectivora наблюдалась другая картина. Самая высокая среди изученных видов удельная активность СОД выявлена в скелетных мышцах крота (Рис. 9). Удельная активность СОД в печени была выше у водяной куторы, чем у обыкновенной бурозубки (Рис. 9). В печени, легких и скелетной мышце удельная активность СОД была выше у обыкновенного крота по сравнению с бурозубкой. Самая высокая удельная активность каталазы в печени, почках, сердце и легких обнаружена у крота по сравнению с другими изученными видами (Рис. 9). У водяной куторы удельная активность каталазы была ниже во всех органах по сравнению с кротом и ниже в печени, почках и сердце по сравнению с обыкновенной бурозубкой (Рис. 9). СОД

Удельная активность АОФ в органах и тканях у представителей насекомоядных (М±т). Условные обозначения: - различия достоверны по сравнению с водяной куторой; - различия достоверны по сравнению с обыкновенной бурозубкой; , -р 0.05; , -р 0.01.

Возрастные изменения активности антиоксидантных ферментов у полуводных и сухопутных насекомоядных и грызунов

В результате исследования возрастных изменений активности АОФ у полуводных и наземных представителей грызунов и насекомоядных были выявлены видо- и тканеспецифичные особенности становления АОС. Так, например, активность АОФ не изменялась с возрастом в органах водяной куторы, за исключением почек, где выявлено снижение активности СОД и сердца и скелетной мышцы, где отмечено её увеличение (Табл. 2).

Условные обозначения: juv - неполовозрелые, ad - половозрелые; - различия достоверны в той же самой ткани по сравнению с неполовозрелыми животными того же вида (р 0,05).

Примечание: НО - определение активности фермента не проводилось. У бурозубки отмечены возрастные изменения только активности каталазы, которая увеличивалась в печени и снижалась в почках половозрелых особей по сравнению с неполовозрелыми (Табл. 2). Удельная активность АОФ в органах ондатры с возрастом не изменялась, за исключением скелетной мышцы, где обнаружено достоверное снижение активности каталазы (Табл. 3). В исследованных органах водяной полевки не обнаружено достоверных различий удельной активности АОФ между половозрелыми и не половозрелыми особями (Табл. 3).

В почках и сердце лабораторной крысы наблюдалось «рассогласование» в работе ферментов - увеличение удельной активности каталазы и снижение активности СОД с возрастом (Табл. 3). Удельная активность СОД с возрастом в легких у крысы достоверно снижалась, а в скелетных мышцах - активность, как СОД, так и каталазы у молодых крыс (6 мес.) была достоверно ниже, чем у взрослых животных (12 мес.) (Табл. 3).

Онтогенетические изменения антиоксидантной защиты тканей у насекомоядных и грызунов

Ныряние млекопитающих сопровождается вазоконстрикцией периферических сосудов, поддерживая центральное артериальное давление и сохраняя кровообращение, прежде всего, для сердца, легких и головного мозга (Jones et al., 1982; Davis, 2014). Во время реперфузии увеличивается генерация О2- и H2O2 (Lipton, 1999; Hermes-Lima, 2004). Перекись водорода, наиболее стабильная молекула из всех АФК и может активировать различные сигнальные пути (Li, 2001) Помимо этого, группой исследователей (Armogida, Nistic, Mercuri, 2012) были продемонстрированы нейропротекторные эффекты Н2О2 in vitro и in vivo в ишемических моделях через механизм, связанный с активностью каталазы. Показано также, что у морских млекопитающих АФК способствуют активации HIF-1 во время гипоксии, вызванной погружением (Johnson et al., 2004; Bi et al., 2015).

В результате нашего исследования было выявлено, что удельная активность каталазы, ускоряющей реакцию двухэлектронного восстановления Н2О2 до Н2О, была выше у полуводных грызунов почти во всех органах по сравнению с крысой, за исключением печени и сердца водяной полевки (Рис. 8). Влияние кратковременного гипоксического воздействия на крыс и ондатр имеет ряд принципиальных отличий. Так, было установлено (Martin et al., 2002), что в почках у крыс, содержавшихся при пониженной концентрации О2 (5-6%) в течение 25 минут, наряду с повышением активности СОД, усиливается экспрессия генов цитоплазматической СОД, каталазы и глутатионредуктазы.

Аналогичные результаты для ондатр были получены В.П. Галанцевым и коллегами (Галанцев и др., 1993; 1994). Авторами было показано, что ПОЛ в сердце у крыс имеет тенденцию к усилению при брадикардии, вызванной задержкой дыхания, а у ондатр, наоборот, уменьшается на 30% наряду с увеличением активности каталазы почти в 2 раза. В исследовании на норках (Neovison vison) (Галанцев и др., 1993), адаптированных к задержке дыхания, было показано, что после 40 секундного апноэ наряду с увеличением активности каталазы содержание перекиси водорода в тканях значительно снижается, преимущественно в сердце и головном мозге. Такие изменения могут являться механизмом, обеспечивающим защиту от свободнорадикальных повреждений. В результате у адаптированных к полуводному образу жизни млекопитающих тканевая гипоксия развивается в более поздние сроки, чем у неадаптированных видов (Галанцев и др., 1993; 1994).

В печени, почках, сердце и скелетной мышце максимальная среди грызунов удельная активность каталазы выявлена у бобра, в легких у ондатры (Рис. 8). Наблюдаемые повышенные уровни данного показателя в печени бобра и легких ондатры, при относительно низкой активности СОД, говорят о наличии других источников перекиси водорода. Очевидно, что выявленное нами высокая удельная активность каталазы является следствием усиленного образования перекиси водорода (субстрата для каталазы), источниками которого в организме помимо реакций дисмутации супероксидного анион-радикила, катализируемых СОД, являются реакции, катализируемые различными оксидазами (Меньщикова и др., 2006). Помимо этого важным является то, что Н2О2 считается медиатором в различных сигнальных путях (Armogida, Nistic, Mercuri, 2012). Вероятно, увеличение активности каталазы у ныряльщиков в сердечной мышце может быть связано с важной сигнальной ролью перекиси водорода в кровеносной системе. Существует доказательства того, что млекопитающие обладают как минимум двумя Н2О2-сенсорами, один из которых находится в нейроэпителиальных тельцах легкого и отвечает за сужение или расширение дыхательных путей, а другой выполняет ту же функцию применительно к кровеносным сосудам, находясь в клетках каротидного синуса (Bunn, Poyton, 1996; Wang et al., 1996; Brunelle et al., 2005). Сигнал на сужение дыхательных путей и сосудов возникает при повышении концентрации Н2О2 независимо от причины, вызвавшей это повышение. Такой причиной может быть не только рост концентрации О2 в крови из-за уменьшения потребления кислорода в тканях, но и активация продукции Н2О2 или торможение ее расщепления (Wang et al., 1996).

В результате нашего исследования АОС насекомоядных выявлена более высокая удельная активность каталазы в печени, почках и сердце у обыкновенной бурозубки по сравнению с полуводной куторой (Рис. 9). Однако удельная активность СОД в органах водяной куторы была выше (для печени достоверно), чем у бурозубки, за исключением легких. Полученные нами результаты не согласуются с имеющимися в литературе сведениями. Так, например, в работе Hindle и соавторов (2010) на двух симпатрических видах землероек было показано, что в скелетной мышце активность каталазы оказалась выше в 2 раза у ныряющей болотной бурозубки (Sorex palustris), однако активность ГПО была в три раза выше у короткохвостой землеройки (Blarina brevicauda), уровень СОД был соизмерим у двух видов. В исследовании Stewart и соавторов (2005) на обыкновенной короткохвостой бурозубке (Blarina brevicauda) было выявлено, что в сердце концентрация миоглобина и активность цитохромоксидазы у землеройки больше, чем у крыс и других мелких млекопитающих. Полагают (Stewart et al., 2005), что потенциал для генерации активных форм кислорода должен быть огромным, так как общая концентрация глутатиона в 300 раз больше в сердце бурозубки, чем в этом органе у крысы. Кроме того, было зарегистрировано, что в мышцах у болотной бурозубки содержание маркеров окислительного стресса было ниже, чем у наземной короткохвостой бурозубки, без относительного увеличения антиоксидантной способности (Hindle et al., 2010). Вероятно, что это может быть связано с повышенным содержанием миоглобина в мышцах болотной бурозубки по сравнению с короткохвостой землеройкой (Stewart et al., 2005; Gusztak, 2008). Известно, что миоглобин у ныряющих млекопитающих выполняет ряд функций – помимо того, что он участвует в запасании кислорода, он обладает прямыми антиоксидантными свойствами (Flgel et al., 2004; Hendgen-Cotta, Kelm, Rassaf, 2014; Wright, Davis, 2015).